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Revue des Composites et des Matériaux Avancés

1169-7954
 

 ARTICLE VOL 27/1-2 - 2017  - pp.97-110  - doi:0.3166/rcma.2017.0000
TITRE
Étude expérimentale et numérique pour la caractérisation thermique des bétons à changement de phase (BCP)

TITLE
Experimental and numerical study for the thermal characterization of phase change concrete

RÉSUMÉ

Pour répondre aux défis technologiques exigés par les nouveaux concepts de constructions en quête de performances améliorées en termes de durabilité, du confort thermique et du respect de l’environnement, de nombreuses pistes de recherche ont été considérées par les chercheurs et professionnels de bâtiments. Parmi ces pistes, le renforcement des matériaux de construction par des matériaux innovants et éco-performants, dits les matériaux à changement de phase (MCP), présente des avantages attractifs et prometteurs. Connus par leurs grandes capacités de stockage thermique par chaleur latente, les MCP combinés aux matériaux cimentaires, tels que les bétons, se présentent sur le marché de construction comme des acteurs potentiels et intelligents pour une construction « propre ý et durable. Cependant, lorsque les MCP sont incorporés dans la pâte du béton pour former le BCP, l’estimation de la conductivité thermique et de la chaleur spécifique de ce dernier n’est pas triviale et nécessite ainsi le recours à la résolution des problèmes d’optimisation connus sous le nom de « problèmes inverses en transfert de chaleur ý. Dans ce contexte, ce travail propose une procédure itérative d’optimisation paramétrique, à travers un modèle numérique développé afin d’estimer la conductivité thermique et la chaleur spécifique du matériau contenant les MCP, tel que le BCP par exemple. Pour ce faire, nous exploiterons des thermogrammes obtenus suite à des essais expérimentaux réalisés avec un dispositif expérimental DEsProTherm, développé au laboratoire I2M de l’ENSAM-Bordeaux et basé sur la méthode du plan chaud. Les essais ont été réalisés sur différents types d’échantillons en bétons incorporant différentes teneurs de MCP.



ABSTRACT

In order to satisfy the technological challenges required by the new building concepts in the aim of improved performances in terms of durability, thermal comfort and respect for the environment, many research ideas have been considered by researchers and building professionals. Among these ideas, the reinforcement of construction materials by innovative and eco-efficient materials known as phase change materials (PCM) has attractive and promising advantages. Known for their high latent heat storage capacities, PCMs combined with cementitious materials such as concrete, are presented in the construction market as potential and Revue des composites et des matériaux avancés – n° 1-2/2017, 97-110 intelligent actors for “clean” and sustainable construction. However, when PCMs are incorporated into the concrete paste, the estimation of the thermal conductivity and the specific heat capacity of the latter is not trivial and thus requires solving the optimization problems known as “inverse heat transfer problems”. In this context, this work proposes an iterative parametric optimization procedure, using a numerical model developed in order to estimate the thermal conductivity and the specific heat of the material containing the PCMs, such as phase change concrete, for example. To achieve this, we will use thermograms obtained from experimental tests carried out with an experimental DEsProTherm, developed at the I2M laboratory of ENSAMBordeaux and based on the method of the hot plan. The tests were carried out on different types of concrete samples incorporating different amounts of PCM.



AUTEUR(S)
Nessrine ESSID, Anissa EDDHAHAK, Jamel NEJI

MOTS-CLÉS
bétons à changement de phase (BCP), banc expérimental, caractérisation, conductivité thermique, chaleur spécifique, problèmes inverses.

KEYWORDS
phase change concretes, experimental device, characterization, thermal conductivity, specific heat, inverse problems.

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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